Условная прозрачность некоторых морей

Температурный режим океана определяется поглощением солнечной радиации и испарением его поверхности. Средняя температура равна 3,8°С, максимальная 33,0°С (в Персидском заливе), минимальные характерны для полярных областей.

Приповерхностную часть океанских вод занимает квазиоднородный слой (с почти однородной температурой), ниже которого располагается сезонный термоклин. Перепад температуры в нем в период максимального прогрева достигает 10-15°С. Под сезонным термоклином залегает главный термоклин, охватывающий основную толщу океанских под с перепадом температур в 5-6 °С.

Наконец, к океанскому дну примыкает придонный пограничный слой с температурой 0-2° С.

Изменение температуры с глубиной влияет и на плотность океанической воды. Ее средняя плотность в поверхностных зонах достигает 1,02 г/см³, возрастая с глубиной по мере понижения температуры и увеличения давления.

Течения вод Мирового океана возникают в результате разнообразных причин, главными из которых являются силы Кориолиса, нагревание, охлаждение, испарение воды, колебания атмосферного давления, ветер.

Течения подразделяются на дрейфовые, градиентные, приливные, синоптические вихри, цунами и сейши. Кроме того, выделяются и смешанные течения (например, Гольфстрим), образующиеся под влиянием нескольких причин.

Дрейфовые течения образуются под действием ветра в результате трения воздушного потока о водную поверхность. Направление течения составляет с направлением ветра угол 45°, что определяется влиянием сил Кориолиса. С глубиной эти течения затухают.

Градиентные течения возникают в результате образования наклона уровня воды, максимального вблизи берегов, под действием ветра, дующего длительное время. Наклон поверхности создает градиент давления, приводящий к появлению сгонного или нагонного течения. В отличие от дрейфовых, градиентные течения распространяются до дна океана,

К другим видам градиентных течений относятся бароградиентные и конвекционные. Первые обусловлены различием атмосферного давления в циклонах и антициклонах над отдельными участками Мирового океана. Конвекционные течения образуются из-за различия плотности морской воды на одной и той же глубине, что создает горизонтальный градиент давления.

Приливные течения, наблюдаемые в окраинных морях, образуются в результате воздействия на толщу воды гравитационных полей Земли, Луны и Солнца, а также центробежной силы и сил Кориолиса, возникающих при вращении Земли.

Синоптические вихри - нестационарные вихреобразные возмущения воды в поперечнике до 400 км, охватывающие толщу воды от поверхности до глубин в сотни и тысячи метров, иногда до дна океана и перемещающиеся в течение нескольких лет со средней скоростью в несколько см/с. Среди них выделяют фронтальные вихри, возникающие при отсечении изгибов течения от основного потока, и вихри открытого океана. Скорость вращения частиц в вихре в верхнем слое достигает нескольких м/с.

Цунами - гигантские волны, вызванные землетрясениями, с длиной волны от нескольких десятков до сотен км, с периодом от 2 до 200 мин и скоростью распространения в открытом океане до 800-1000 км/ч. У берегов высота волн достигает 30-40 м.

Сейши - стоячие волны внутренних морей, в которых вода колеблется как единое целое, с амплитудой до 60 м (в Черном море). Причинами сейш являются приливные явления, сильный ветер, приводящий к сгонам и нагонам, резкие изменения атмосферного давления.

Биологическая продуктивность вод Мирового океана определяется биомассой, заключенной в гидросфере. Общее количество органического вещества Мирового океана оценивается в 300 млн. т растительного вещества и в 6 млн. т зоопланктона и фитопланктона. Максимальной биомассой обладают мелководья и подводные морские дельты крупных рек. Кроме того, значительной биологической продуктивностью характеризуются выходы на поверхность океана подводных течений, выносящих с глубины более 200 м воды, обогащенные фосфатами, нитратами и другими солями. В местах выхода подобных течений, так же как и вдоль кромки тающего полярного льда, бурно развивается зоопланктон и соответственно разнообразные формы нектона (в частности, рыб).

Минимальной биомассой, достигающей всего 0,08-0,25 кг/м², обладают глубоководные котловины и глубоководные желоба.

Минеральные ресурсы Мирового океана представлены различными полезными ископаемыми, главными из которых являются: нефть и газ, месторождения которых приурочены к шельфу и континентальному склону (рис. 4.2):

железо-марганцевые конкреции и железо-марганцевые корки, наиболее крупные месторождения которых приурочены к глубоководным котловинам Тихого океана (рис. 4.2.);

сульфидные руды, приуроченные к «курильщикам», парагенетически связанным с внутриокеаническими рифтами (осевыми зонами СОХ) и задуговыми бассейнами;

металлоносные осадки и металлоносные рассолы, представляющие собой естественные руды марганца, меди, полиметаллов и др. Осадки и рассолы обнаружены на дне Красного моря, Восточно-Тихоокеанском поднятии, в точке тройного сочленения СОХ в Индийском океане;

фосфориты, встречающиеся вдоль побережий океанов на глубинах 200-1500 м в пределах шельфа и континентального склона, а также в глубоководных котловинах окраинных морей; газогидраты, запасы метана в которых оцениваются в десятки триллионов тонн и во много раз превышают запасы газа на суше.

Рис. 4.2. Нефтегазоносные и перспективные бассейны впадин

Мирового океана (Л.3. Левин, 1971 с упрощениями):

1 - границы нефтеносных бассейнов, установленных (а) и предполагаемых (б); 2 - край материковой отмели; 3 - месторождения нефти и газа

Мощность газогидратного слоя составляет несколько десятков метров. Слой залегает в толще осадков на глубине 200 м ниже поверхности дна: россыпные месторождения олова, золота, титана, образующиеся в пределах шельфа.

В настоящее время активно разрабатываются только морские и океанские нефтегазовые месторождения, в небольших объемах - морские россыпи. Треть мировой добычи нефти извлекается из шельфовых месторождений. В 1970 г. в Австралии добывалось около 90 % рутила и более половины циркона из шельфовых месторождений. В Индонезии свыше половины добычи касситерита извлекается из подводных россыпей с глубин до 35 м. В Японии на глубине до 30 м добываются железистые пески (2,4 млн т в год).

Рис. 4.3. Схема распределения железомарганцевых конкреций на дне

Тихого океана (Скорнякова, Андрущенко, 1970, с упрощениями);

1 - редко встречаются; 2 - часто встречаются; 3 - рудный концентрации конкреций; 4 - контуры рудных концентраций конкреций под слоем осадков

Шельфовые россыпи алмазов на юго-западе Африки с запасами 7,9-13,6 млн кар скрыты под слоем воды 30-120 м. В 1968 г. работы на Мировом шельфе вели более 100 стран на 726 научно-исследовательских станциях [29].

Большинство полезных ископаемых, за исключением нефти и газа, представляют потенциальное минеральное сырье XXI в.